Glyphosate-Exonuclease Interactions: Reduced Enzymatic Activity as a Route to Glyphosate Biosensing.
Macromol Biosci · 2023 · 23:e2200508 · PMID 36808212 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 노출과 잔류 > 물 잔류 · 식물 · 식이
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N-포스포노메틸글리신(글리포세이트)은 잡초 제거에 효과적이고 비용이 적게 들어 전 세계적으로 가장 많이 사용되는 살충제이며, 이는 상당한 경제적 이익을 가져온다. 그러나 대량 사용으로 인해 글리포세이트와 그 잔류물이 지표수를 오염시키고 있다. 따라서 현장에서의 신속한 오염 모니터링이 지역 당국에 경고하고 인구의 인식을 높이기 위해 시급히 필요하다. 본 연구에서는 글리포세이트가 두 효소인 엑소뉴클레아제 I(Exo I)와 T5 엑소뉴클레아제(T5 Exo)의 활성을 저해하는 현상을 보고하였다. 이 두 효소는 올리고뉴클레오타이드를 단일 뉴클레오타이드까지 더 짧은 서열로 분해한다. 반응 매질 내 글리포세이트의 존재는 두 효소 모두의 활성을 방해하여 효소적 소화를 늦춘다. 형광 분광법을 통해 ExoI 효소 활성의 저해가 글리포세이트에 특이적임이 밝혀졌으며, 이는 적절한 검출 한계(즉, 0.6 nm)에서 식수 중 이 오염 물질을 검출하기 위한 바이오센서 개발의 길을 열어준다.ORIGINAL ABSTRACT
N-phosphonomethyle-glycine (glyphosate) is the most widely used pesticide worldwide due to its effectiveness in killing weeds at a moderate cost, bringing significant economic benefits. However, owing to its massive use, glyphosate and its residues contaminate surface waters. On site, fast monitoring of contamination is therefore urgently needed to alert local authorities and raise population awareness. Here the hindrance of the activity of two enzymes, the exonuclease I (Exo I) and the T5 exonuclease (T5 Exo) by glyphosate, is reported. These two enzymes digest oligonucleotides into shorter sequences, down to single nucleotides. The presence of glyphosate in the reaction medium hampers the activity of both enzymes, slowing down enzymatic digestion. It is shown by fluorescence spectroscopy that the inhibition of ExoI enzymatic activity is specific to glyphosate, paving the way for the development of a biosensor to detect this pollutant in drinking water at suitable detection limits, i.e., 0.6 nm.| 저자 | Berkal, M. A.; Palas, Q.; Ricard, E.; Lartigau-Dagron, C.; Ronga, L.; Toulmé, J. J.; Parat, C.; Nardin, C. |
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| 저널 | Macromolecular bioscience |
| 권·호·쪽 | 23(8), e2200508 |
| PMID | 36808212 |
| DOI | 10.1002/mabi.202200508 |
| MeSH | Herbicides; Glycine; Drinking Water; Glyphosate |